JPH10501048A - 改良されたリアクション・ナット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ボルト（２）から半径方向に間隔を隔てた最外非作動位置とボルト（２）に螺合する作動位置との間を移動でき、テーパー面を有している複数の内ねじセグメント（２２）と、該セグメント（２２）に対して軸線方向に移動でき、対応するテーパー面（１８）を有している１次リング部材（１６）と、１次リング部材（１６）のテーパー面（１８）を押圧して前記セグメント（２２）のテーパー面に係合させる第１弾性手段（２０）と、係止位置から軸線方向に隔たった位置へ向かって１次リング部材（１６）を前記第１弾性手段（２０）の押圧力に抗して移動させ、これによりセグメント（２２）が作動位置と非作動位置との間を組み合う第２弾性手段（２４）により移動されるように作動させるカム手段（２６）とを含んでなる、特に流体圧作動締付け装置で張力が作用されるボルトとされる、ねじボルト上に位置されるリアクション・ナットである。

Description

【発明の詳細な説明】 改良されたリアクション・ナット 技術分野 本発明はリアクション・ナット（reaction nut）に係わり、特に組み合うボル トに対する締付けおよび解除が迅速にできるこの種のナットに関し、その好まし い応用例は流体圧作動式ボルト締付け装置である。背景 流体圧作動式ボルト締付け装置は基本的にはナットおよびボルト組立体の上に 位置される流体圧作動式ジャッキであり、ボルトはそのジャッキの中心を通して 延在される。作動流体圧は、ボルトを引き伸ばすように荷重を加えて、この作動 流体圧が解除されると組み合うナットが引き締められて結合状態を保持できるよ うにするために、ボルト締付け装置に付与される。 リアクション・ナットは従来通りにボルトに螺合され、通常は締付け装置の上 方に螺合されて、荷重をボルトに加えることができるようになされる。 しかしながら、締付け装置を通って上方へ延在するボルトの長さはしばしば非 常に長く、このために特にボルトが大径および（または）微細ねじの場合には、 リアクション・ナットをボルトに取り付けることが時間のかかる無駄な作業とな る。このことは、海面下や原子力のように、潜在的に危険な場所で作業員が費や す時間を最少限に抑えねばならないような危険な環境においては、特に問題とな る。 リアクション・ナットを組み合うボルトに比較的迅速に取り付けることができ るようにするために、各種の提案がなされている。米国特許第４０８３２８８号 は、ボルトの軸線方向に沿ったいずれの位置にも位置させることのできる半体を 有する割りナットを開示しており、そのナットの下側は円錐面を有し、該円錐面 がワッシャまたは他の適当部材に設けられている補完的凹部内に位置するように なされ、このナットはナットとワッシャとの対応する円錐面どうしの協動によっ て螺合状態を保持される。 この概念は流体圧作動締付け装置に適応されており、これは例えば英国特許第 ２１９３５４９号に開示されていて、該特許はカム面が締付け装置のピストンに 設けられた補完的な凹部の表面と係合するようになされた割りリアクション・ナ ットを示している。 米国特許第４４３８９０１号および英国特許第２１４３６０８号は、リアクシ ョン・ナットが流体圧作動コレットと協動するボルト締付け装置を開示しており 、この流体圧作動コレットは、作動流体により作動されたときにボルトに係合す るように押圧される複数のセグメントを含んでいる。このコレットは、ロープ引 張り器などの引張り／把持装置を使用する工業分野の大半においてよく使用され ている。 これらの公知の割りナットの主な欠点は、その割りナット／セグメントに係合 させる外部力を最初に必要とすること、およびナットを所定位置に保持するため にこの力を維持する必要のあることである。この外部力がないと、割りナットお よび締付け装置は係合状態から解かれて、これらの装置は作業員の介在なければ 不可能ではないとしても上面を下にするか水平状態で使用することが困難となる 。実際問題として、締付け装置は変わった使われかたをすることはほとんどなく 、多数の締付け装置の各々に作業員が介在することは明らかに望ましくない。発明の概要 特に流体圧作動ボルト締付け装置においては、ボルトに迅速に取り付けること ができ、また作業員の介在が最少限とされるリアクション・ナットを提供できる ことが望ましい。 本発明によれば、ボルトから半径方向に間隔を隔てた最外非作動位置とボルト に螺合する作動位置との間を移動でき、テーパー面を有している複数の内ねじセ グメント、および該セグメントに対して軸線方向に移動でき、対応するテーパー 面を有している１次リング部材を含んでなるねじボルト上に配置されるリアクシ ョン・ナットであって、１次リング部材のテーパー面を押圧して前記セグメント のテーパー面に係合させる第１弾性手段と、係止位置から軸線方向に隔たった位 置へ向かって１次リング部材を前記第１弾性手段の押圧力に抗して移動させ、こ れによりセグメントが作動位置と非作動位置との間を組み合う第２弾性手段によ り移動されるように作動させるカム手段を特徴とするリアクション・ナットが提 供される。 本発明の１実施例では、第２弾性手段はセグメントを非作動位置へ向かって押 圧し、カム手段の作動はセグメントを作動位置から非作動位置へ向かって移動さ せ、組み合うボルト上にナットを容易に位置決めできるようにする。 本発明の代替実施例では、第２弾性手段はセグメントを作動位置へ向かって押 圧し、カム手段の作動はセグメントを非作動位置から作動位置へ向かって移動さ せ、組み合うボルト上にナットを固定させるようにする。 カム手段は、セグメントの半径方向へ延在し且つまた第３弾性手段によりセグ メントおよび１次リング部材に対する最外位置へ向かって押圧される１以上の制 御部材を含むことができ、この第３弾性手段に抗して各制御部材の内方へ向かう 移動は１次リング部材をその係止位置から軸線方向へ隔たった位置へと移動させ る。 各制御部材はテーパー面を含み、該テーパー面が１次リング部材に係合してそ の前記軸線方向の移動を行わせることが好ましい。 このリアクション・ナットは、各制御部材を取り囲み且つまた内面が該制御部 材に係合する円周方向のスリーブ部材を更に含むことができ、該スリーブ部材の 内面はカム形状を有しており、これにより各制御部材に対するスリーブ部材の移 動によって前記制御部材が半径方向内方へ向かって移動され、１次リング部材を その係止位置から軸線方向へ隔たった位置へと移動させる。 スリーブ部材の前記移動は回転方向または軸線方向とされ得る。 本発明の代替実施例では、リアクション・ナットは１次リング部材と同軸の次 リング部材を更に含み、前記２次リング部材の横方向面が１次リング部材の横方 向面と協動するようになされるカム形状を備えていて、１次リング部材に対する ２次リング部材の回転が１次リング部材をその係止位置から軸線方向へ隔たった 位置へ向けて移動させるようになす。 カム手段の作動は遠隔駆動で行われることが好ましい。図面の簡単な説明 第１ａ図、第２ａ図、第３図および第４ａ図は本発明の複数の実施例を通して の垂直断面図であり、リアクション・ナットの左側部分はボルトに係合した作動 位置で、またその右側部分はボルトから離脱した非作動位置で示されており、 第１ｂ図、第２ｂ図および第４ｂ図はそれぞれ第１ａ図、第２ａ図および第４ ａ図のリアクション・ナットの部分的に横断面図とした平面図であり、 第５図は、ボルト締付け装置に組み入れられた本発明のリアクション・ナット を示している。好ましい実施例の説明 第１ａ図および第１ｂ図を参照すれば、本発明による全体を符号４で示された リアクション・ナットが取り付けられるねじボルト２が示されている。 ナット４は環状本体部材６を含み、この環状本体部材６はボルト２を密接に取 り囲むとともに、下方且つ外方へ向かってテーパーを付形された下面１０を有す る頂壁を有している。実質的に円筒形の側壁１２が頂壁８から垂下している。 本体部材６の内側には、上方且つ外方へ向かってテーパーを付形されている上 面１８を有するとともに、複数のコイルばね２０とされた弾性手段により本体部 材６の内部を上方へ押圧されている１次リング部材１６が滑動可能に取り付けら れており、コイルばね２０はフランジ１４と１次リング部材１６の下面との間で 作用するようになされている。 リアクション・ナットは、ボルト２を取り囲むとともに、それぞれ面１０，１ ８と合致して協動する上面および下面を有する４つのセグメント２２からなる内 ねじコレットを更に含んでいる。コイルばね２４が隣接のセグメント２２の間に 備えられて、前記セグメント２２をボルト２から離脱した最外非作動位置へ向か って押圧するようになされる。 コイルばね２０はコイルばね２４よりも強力であり、またここまで説明したよ うな構造は、コイルばね２０がリング部材１６を本体部材６の内部で上方へ押圧 してテーパー面１８をセグメント２２の下面と係合させるようになし、またこれ によりセグメント２２の上面が本体部材６のテーパー面１０と積極的に係合する ように押圧される。 したがって、セグメント２２は第１ａ図の左側に見られるように、ボルト２と 螺合するように半径方向内方へ向かって押圧されることが認識されよう。 一対の直径方向に対置されたボタン２６の形状とされた制御部材が本体部材６ の側壁１２に形成されている対応する開口内に取り付けられて半径方向に突出す るようになされており、このボタン２６は第１ａ図の左側に示されるようにコイ ルばね２８によって最外位置へ向かって押圧されている。 ボタン２６はコイルばね２８の押圧力に抗してナットの半径方向に沿って第１ ａ図の右側示される最内位置へ向けて移動することができ、各ボタン２６は上方 且つ内方へ向かうテーパーを付形されている下面３０を有している。ボタン２６ およびリング部材１６の相対位置は、ボタン２６が最外位置にあり且つリング部 材が最上位置、すなわちセグメント２２が閉じた状態とされてボルト２と螺合状 態となる位置にあっては、ボタン２６の面２８の上側最内端部が第１ａ図の左側 に見られるようにリング部材１６の頂部リムに隣接されて位置される。 したがって、コイルばね２８の押圧力に抗してボタン２６が内方へ向けて移動 すると、テーパー面３０はリング部材１６のリムに係合し、また該リング部材を コイルばね２０の押圧力に抗して本体部材６の内部で下方へ移動させることが認 識される。 リング部材１６が下方へ移動すると、面１０，１８の間隔距離が増大し、これ によりコイルばね２４はセグメント２２を外方へ向かって押圧して離散させ、面 １０，１８に対するセグメント２２の接触を保持する。 ボタン２６が内方へ移動すると、セグメント２２は第１ａ図の右側に見られる ようにボルト２から離脱する。 ボタン２６が解放されると、コイルばね２４および２８の組合せよりも強力な コイルばね２０がリング部材１６を最上位置へ戻し、またセグメント２２を最内 位置へ戻して、リアクション・ナット４をボルト２上に固定する。 ボルト２にリアクション・ナット４を取り付けるために、ボタン２６が押し込 まれてセグメント２２を半径方向の最外位置へ移動し、ナットは所望位置に向け てボルト２上を軸線方向下方へ移動される。ボルト２上でボタン２６を解放すれ ば、ナット４はボルト２上で効果的に固定できる。 第１図はボタン２６の最外係止位置がボルト２との螺合状態にロックするセグ メント２２に関連している構造を図示しているが、ボタンの前記係止位置はセグ メント２２の開位置と関連し、ボタン２６の半径方向内方へ向かう動きがセグメ ント２２をボルト２のまわりで閉じるようにすることができる。 ボタン２６の動きは別の方法では垂直にすることができる。第２ａ図および第 ２ｂ図を参照すれば、リアクション・ナットは本体部材６およびボタン２６を取 り囲むように取り付けられた円周方向のスリーブ３２を含んでいる。このスリー ブ３２は本体部材６に対して回転可能で、また内面に一対の直径方向に対置され たカム３４を含んでいる。スリーブ３２の前記内面形状は、第２ｂ図に示す角度 位置においてボタン２６は邪魔されずに半径方向最外位置へ突出できるような形 状とされている。しかしながら、スリーブ３２を９０°ほど回転すると、カム３ ４はボタン２６と係合して前記ボタン２６を半径方向内方へ向けて最内位置へ移 動させ、したがってリング部材１６およびセグメント２２を移動させる。 第３図は制御部材を組み込んだリアクション・ナット４を示しており、制御部 材はナットの他の部材に対して軸線方向に可動で、円筒形のスリーブ部分３６を 含んでおり、該スリーブ部分３６の端部内面は符号３８で示す位置に下方且つ外 方へ向かうテーパーを付形されている。制御部材が第３図の左側に示す位置から 同図の右側に示す位置へと下方に移動すると、テーパー面３８はボタン２６と係 合してそれらの最内位置へ向けて半径方向内方へ移動させ、再び述べるがこれに よりリング部材１６およびセグメント２２を移動させる。 第４図はリアクション・ナットを図示しており、これにおいてカム手段は本体 部材６とリング部材１６との間で作用する回転可能な環状リング４０を含んでい る。特に、面１８から離れた側のリング部材１６の端部は一対の直径方向に対置 されて半径方向外方へ突出するフランジ４２を備えており、このフランジ４２は 本体部材６の自由端部と重なっている。環状リング４０はフランジ４２と本体部 材６との間に配置され、コイルばね２０がフランジ４２を環状リング４０の面に 接触させるように押圧している。 環状リング４０の前記面は一対の直径方向に対置された直立するカム形状部４ ４を備えており、前記カム形状部４４の領域で環状リング４０の厚さを増すよう に作用する。 第４ａ図の左側の、フランジ４２と本体部材６との間の環状リング４０の厚さ を増した領域以外において見られるように、リング部材１６は完全に伸長された 位置にあり、これによりセグメント２２でボルト２を把持するようになされる。 カム形状部４４をそれぞれのフランジ４２と本体部材６との間に位置させるよう に環状リング４０が回転されると、リング部材１６はコイルばね２０の押圧力に 抗して本体部材６の内部に引込められ、セグメント２２をボルト２から解放する 。 伸長位置と引込み位置との間のリング部材１６の明確な動きは、ここに記載し 図示した以外のカム手段によって直線的または回転式の作動のいずれを問わずに 達成することができる。 第５図は、ボルト締付け装置に組み込まれた実質的に第１ａ図および第１ｂ図 によるリアクション・ナットを示している。本体部材は伸長されてそのピストン ４６を形成するようになされており、このピストン４６はシリンダ４８に滑動可 能に取り付けられ、その壁部を通してこの実施例ではボタン２６とされたカム手 段が延在されている。 したがって、遠隔制御するのに特に好適な、また現在ある製品を上回るこれま でと全く異なる付加的利点を有するリアクション・ナットが提供される。 このナットは、比較的構造が簡単で、安価に製造でき、保守が容易で比較的迅 速に実施することができる。 このナットは、関連する結合面と協動するように外面を特別に形状付けること は全く必要ないが、ナットの基本的作動に影響することない特定の要求条件に合 致するように形成することができる。 このナットは、各種の機械手段または動力手段を付加することで、別の作動方 法に対して適用することが容易にできる。したがって、このナットは各種の異な るボルト作動装置、特に遠隔作動装置に組み込むことが容易にできる。 最も簡単な形態では、動力作動は不要であり、ナットは手作業で操作できる。 このナットは全てを内蔵する形式であり、無くしたり置き忘れたりし易い付随 的な部材を全く伴わない。 このナットの作動は、長尺ボルト、短尺ボルト、腐食ボルト、傷のあるボルト に対して、信頼性を全く損なうことなく迅速に取り付けることができるような方 法で行われる。 手作業、およびナットがボルト作業具に組み付けられているか独立したユニッ トとしてナットが使用されている場合には、ナットを一旦ボルトに取り付けたな らば、それ以降の作業はハンドフリーで行われる。このことは、荷重を付与して いる間に作業員が設備から離れることができるように安全性を改善し、また、特 に、作業にかなり比例する装置重量を支えねばならなくなるような上側を下にし た作業において、作業員の疲労を軽減する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ボルト（２）から半径方向に間隔を隔てた最外非作動位置とボルト（２ ）に螺合する作動位置との間を移動でき、テーパー面を有している複数の内ねじ セグメント（２２）、および該セグメント（２２）に対して軸線方向に移動でき 、対応するテーパー面（１８）を有している１次リング部材（１６）を含んでな るねじボルト上に配置されるリアクション・ナットであって、１次リング部材（ １６）のテーパー面（１８）を押圧して前記セグメント（２２）のテーパー面に 係合させる第１弾性手段（２０）と、係止位置から軸線方向に隔たった位置へ向 かって１次リング部材（１６）を前記第１弾性手段（２０）の押圧力に抗して移 動させ、これによりセグメント（２２）が作動位置と非作動位置との間を組み合 う第２弾性手段（２４）により移動されるように作動させるカム手段（２６）を 特徴とするリアクション・ナット。 ２． 請求の範囲第１項に記載されたリアクション・ナットであって、第２弾 性手段（２４）はセグメント（２２）を非作動位置へ向かって押圧し、カム手段 （２６）の作動はセグメント（２２）を作動位置から非作動位置へ向かって移動 させ、組み合うボルト（２）上にナット（４）を容易に位置決めできるようにな されたリアクション・ナット。 ３． 請求の範囲第１項に記載されたリアクション・ナットであって、第２弾 性手段は（２４）セグメント（２２）を作動位置へ向かって押圧し、カム手段（ ２６）の作動はセグメント（２２）を非作動位置から作動位置へ向かって移動さ せ、組み合うボルト（２）上にナット（４）を固定させるようになされたリアク ション・ナット。 ４． 請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載されたリアクシ ョン・ナットであって、カム手段は、セグメント（２２）の半径方向へ延在し且 つまた第３弾性手段によりセグメント（２２）および１次リング部材（１６）に 対する最外位置へ向かって押圧される１以上の制御部材（２６）を含むことがで き、前記第３弾性手段（２８）に抗して前記または各制御部材（２６）の内方へ 向かう移動は１次リング部材（１６）をその係止位置から軸線方向へ隔たった位 置へと移動させるようになされたリアクション・ナット。 ５． 請求の範囲第４項に記載されたリアクション・ナットであって、前記ま たは各制御部材（２６）はテーパー面（３０）を含み、該テーパー面が１次リン グ部材（１６）に係合してその前記軸線方向の移動を行わせるようになされたリ アクション・ナット。 ６． 請求の範囲第４項または第５項に記載されたリアクション・ナットであ って、前記または各制御部材を取り囲み且つまた内面が前記制御部材に係合する 円周方向のスリーブ部材（３２）を更に含み、該スリーブ部材（３２）の前記内 面はカム形状（３４）を有しており、これにより前記または各制御部材に対する スリーブ部材（３２）の移動によって前記制御部材（２６）が半径方向内方へ向 かって移動され、１次リング部材（１６）をその係止位置から軸線方向へ隔たっ た位置へと移動させるようになされたリアクション・ナット。 ７． 請求の範囲第６項に記載されたリアクション・ナットであって、スリー ブ部材（３２）の移動が回転方向であるリアクション・ナット。 ８． 請求の範囲第６項に記載されたリアクション・ナットであって、スリー ブ部材（３２）の移動が直線方向であるリアクション・ナット ９． 請求の範囲第４項または第５項に記載されたリアクション・ナットであ って、１次リング部材（１６）と同軸の次リング部材（４０）を更に含み、前記 ２次リング部材（４０）の横方向面が１次リング部材（１６）の横方向面と協動 するようになされるカム形状（４４）を備えていて、１次リング部材（１６）に 対する２次リング部材（４０）の回転が１次リング部材（１６）をその係止位置 から軸線方向へ隔たった位置へ向けて移動させるようになされたリアクション・ ナット。 １０．請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項に記載されたリアクシ ョン・ナットであって、カム手段（２６）が遠隔駆動されるリアクション・ナッ ト。